新材料の??‟温めると縮む”効果、2つのメカニズムの同時発生で高まることを発見

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精密位置決めが必要な工程に対応

2019-11-28 量子科学技術研究開発機構

要点

  • 電荷移動と極性−非極性転移が同時に起こることで負熱膨張が増強されることを発見
  • 通信や半導体分野で利用できる熱膨張しない新たな物質の開発に道

概要

東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の西久保匠大学院生、酒井雄樹特定助教(神奈川県立産業技術総合研究所常勤研究員)、東正樹教授らの研究グループは、ニッケル酸ビスマス(BiNiO3)と鉄酸ビスマス(BiFeO3)の固溶体(用語1)において、金属間電荷移動(用語2)と極性−非極性転移(用語3)という2つの異なるメカニズムが同時に起こることによって、温めると縮むという負熱膨張(用語4)が増強されることを発見した。

負熱膨張材料は、光通信や半導体製造装置など精密な位置決めが求められる局面で、構造材の熱膨張を打ち消した(キャンセルした)ゼロ熱膨張物質を作製するのに使われる。今回の成果は、特性がより安定した負熱膨張材料の設計につながると期待される。

研究成果は11月18日付で米国化学会誌「Journal of the American Chemical Society」のオンライン版に掲載された。

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